双螺旋 科学家们知道，牙角始终以左手方向扭转，并且由牙本质构成，表面覆盖有薄层的牙骨质，包裹着中心的脉络腔。牙本质和牙骨质又由微小的胶原纤维和矿化的羟基磷灰石纳米颗粒组成。这种宏观尺度的螺旋形状某种程度上来源于这些纤维的组织方式。这个结构还决定了牙角的材料特性。一个问题是，这种螺旋结构在微观和纳米尺度上是否也存在。但没有人曾在原子、纳米和宏观尺度上对内部结构进行过三维映射。因此，这篇最新论文的作者对两个雄性独角鲸的牙角和颅骨标本进行了研究，结合多种成像技术：X射线计算机断层扫描、扫描X射线衍射、扫描小角度X射线散射、张量成像以及双折射显微镜。这需要在瑞典、瑞士和法国的三个大型同步辐射设施上预约时间。他们还进行了标准形态测量，并进行了机械三点弯曲测试。结果表明，胶原纤维和羟基磷灰石纳米颗粒沿牙角的纵向轴排列，因此所有尺度上都存在着高程度的各向异性。但在该方向的小角度上存在微小的系统性偏差，这反过来又形成了扭转的结构。虽然牙骨质层形成了已知的左手螺旋，但牙本质形成了右手螺旋。这种双螺旋结构是牙角显著刚度和强度的秘密，使得灵活的纤维和坚硬的矿物基质能够承受强大的力，比如弯曲和扭转而不裂开。同时，它也使独角鲸的牙角能够直成长，而不像大象的弯曲牙角。团队还注意到，牙骨质中胶原纤维束向外放射延伸的更细微的基础微观结构，计划进一步使用微束和纳米束实验进行研究。 “由于鲸鱼可以活到80岁，它们的牙齿形成了一种历史记录，记录着动物一生中环境条件的变化，”丹麦奥胡斯大学的合著者亨里克·比基达尔说道。“而北大西洋目前正在经历非常快速的变化，因此调查我们是否可以在独角鲸牙角的硬组织中追踪这些变化显得显然。这就是我们现在正在研究的内容。” DOI: 自然通讯, 2026. 10.1038/s41467-026-75689-z (关于DOI)